Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2017-09-30 | 233 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
От распределения массы относительно оси вращения
Цель работы: Изучение зависимости момента инерции системы от распределения массы относительно оси вращения.
Оборудование: экспериментальная установка, секундомер.
Теоретическая часть
Маятник Обербека (рис. 1) состоит из шкива радиуса и четырёх крестообразно расположенных тонких стержней, укреплённых на одной горизонтальной оси. По стержням можно перемещать и закреплять в нужном положении четыре дополнительных груза одинаковой массы . Маятник приводится во вращательное движение при помощи груза массы , прикреплённого к шнуру, намотанному на шкив.
Рис. 1
При разматывании нити груз опускается, пройдя расстояние , измеряемое по шкале. Определив время падения, можно найти ускорение, с которым падает груз:
. (1)
Запишем второй закон Ньютона для груза в проекции на направление движения:
, (2)
где – сила тяжести; – сила натяжения нити.
На шкив действует сила , под действием которой он совершает вращение с угловым ускорением
. (3)
Поскольку по третьему закону Ньютона , можно записать, что момент силы, вращающий шкив, равен
. (4)
Запишем основное уравнение динамики вращательного движения
, (5)
где – момент инерции вращающейся системы тел маятника Обербека.
Подставляя в уравнение (5) из (4) и из (3), получаем
.
Учитывая, что радиус шкива равен половине его диаметра, т.е. , получаем окончательную формулу для вычисления момента инерции системы:
. (6)
Порядок выполнения работы
1. Установить на крестовине (см. рис. 1) симметрично четыре груза на минимальном расстоянии от оси вращения. Занести значение в табл. 1.
2. Намотать нить на шкив так, чтобы груз находился на определённой высоте . Занести значение в табл. 2.
|
3. Отпустить груз и определить время падения его с заданной высоты. Измерения повторить несколько раз. Результаты занести в табл. 1.
4. Занести в табл. 2 величины, указанные на установке (, ) и их абсолютные погрешности.
5. Посчитать по формуле (6) момент инерции системы . Результат занести в таблицу 2.
6. Повторить пп. 1–3,5 для других расстояний – по заданию преподавателя.
7. Построить график зависимости момента инерции от расстояния : .
8. Произвести статистическую обработку времени по методу Стьюдента, заполнив табл. 3 и 4 (см. прил.).
9. Посчитать относительную и абсолютную погрешности для по формулам
, (8)
. (9)
10. Занести значения погрешностей в табл. 2.
Таблица 1
№ п/п | ||||||||||
м | с | м | с | м | с | м | с | м | с | |
Ср. |
Таблица 2
кг | м | м | кг.м2 | кг.м2 | кг.м2 | кг.м2 | кг.м2 | |
Таблица 3
, с | ||||||
Dt1, с | ||||||
, с2 |
Таблица 4
С | – | – | С | С | С | % |
Контрольные вопросы
1. Что называется моментом инерции материальной точки?
2. Что называется моментом инерции твёрдого тела? От чего он зависит?
3. Момент инерции тел простейшей формы относительно оси, проходящей через центр инерции.
4. Физический смысл момента инерции.
5. Что называется моментом силы?
6. Вывести рабочую формулу для определения момента инерции.
7. Записать основной закон динамики вращательного движения.
8. Теорема Штейнера.
|
9. Найти момент инерции однородного стержня массой и длиной относительно оси, проходящей на расстоянии от его конца.
10. Вывести формулу относительной погрешности для момента инерции.
Лабораторная работа №105
|
|
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!